วิวัฒนาการและความก้าวหน้าของ CPOเกี่ยวกับออปโตอิเล็กทรอนิกส์เทคโนโลยีการบรรจุภัณฑ์ร่วม
Optoelectronic Co-packaging ไม่ใช่เทคโนโลยีใหม่การพัฒนาสามารถย้อนกลับไปในปี 1960 ได้ แต่ในเวลานี้ Photoelectric Co-packaging เป็นเพียงแพ็คเกจที่เรียบง่ายของอุปกรณ์ Optoelectronicด้วยกัน. ในปี 1990 ด้วยการเพิ่มขึ้นของโมดูลการสื่อสารด้วยแสงอุตสาหกรรม, photoelectric copackaging เริ่มเกิดขึ้น ด้วยการระเบิดของพลังการคำนวณสูงและความต้องการแบนด์วิดท์สูงในปีนี้แพคเกจร่วมโฟโตอิเล็กทริกและเทคโนโลยีสาขาที่เกี่ยวข้องได้รับความสนใจอีกครั้ง
ในการพัฒนาเทคโนโลยีแต่ละขั้นตอนยังมีรูปแบบที่แตกต่างกันตั้งแต่ 2.5D CPO ที่สอดคล้องกับความต้องการ 20/50TB/s ถึง 2.5D Chiplet CPO ที่สอดคล้องกับความต้องการ 50/100TB/s และในที่สุดก็ตระหนักถึง 3D CPO ที่สอดคล้องกับอัตรา 100TB/S
ชุด CPO 2.5Dโมดูลออปติคัลและชิปสวิตช์เครือข่ายบนพื้นผิวเดียวกันเพื่อลดระยะห่างของเส้นและเพิ่มความหนาแน่นของ I/O และ 3D CPO เชื่อมต่อ IC ออปติคัลโดยตรงกับเลเยอร์ตัวกลางเพื่อให้ได้การเชื่อมต่อของระยะห่าง I/O น้อยกว่า 50um เป้าหมายของวิวัฒนาการนั้นชัดเจนมากซึ่งคือการลดระยะห่างระหว่างโมดูลการแปลงโฟโตอิเล็กทริกและชิปสลับเครือข่ายให้มากที่สุด
ในปัจจุบัน CPO ยังคงอยู่ในช่วงเริ่มต้นและยังมีปัญหาเช่นผลตอบแทนต่ำและต้นทุนการบำรุงรักษาสูงและผู้ผลิตเพียงไม่กี่รายในตลาดสามารถให้ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับ CPO ได้อย่างเต็มที่ มีเพียง Broadcom, Marvell, Intel และผู้เล่นคนอื่น ๆ จำนวนหนึ่งเท่านั้นที่มีวิธีแก้ปัญหาที่เป็นกรรมสิทธิ์ในตลาด
Marvell เปิดตัวสวิตช์เทคโนโลยี CPO 2.5D โดยใช้กระบวนการผ่านทางเมื่อปีที่แล้ว หลังจากประมวลผลชิปซิลิกอนออปติคอลแล้ว TSV จะถูกประมวลผลด้วยความสามารถในการประมวลผลของ OSAT จากนั้นชิปชิปไฟฟ้าจะถูกเพิ่มเข้าไปในชิปออปติคัลซิลิกอน 16 โมดูลออปติคัลและสลับชิป Marvell Teralynx7 เชื่อมต่อกันบน PCB เพื่อสร้างสวิตช์ซึ่งสามารถบรรลุอัตราการสลับ 12.8Tbps
ที่ OFC ในปีนี้ Broadcom และ Marvell ยังแสดงให้เห็นถึงชิปสวิตช์ 51.2Tbps รุ่นล่าสุดโดยใช้เทคโนโลยีการบรรจุภัณฑ์ร่วม Optoelectronic
จากรายละเอียดทางเทคนิค CPO รุ่นล่าสุดของ Broadcom แพ็คเกจ CPO 3D ผ่านการปรับปรุงกระบวนการเพื่อให้ได้ความหนาแน่น I/O ที่สูงขึ้นการใช้พลังงาน CPO เป็น 5.5W/800G อัตราส่วนประสิทธิภาพการใช้พลังงานเป็นประสิทธิภาพที่ดีมาก ในเวลาเดียวกัน Broadcom ก็ผ่านคลื่นเดียวของ 200Gbps และ 102.4T CPO
ซิสโก้ยังเพิ่มการลงทุนในเทคโนโลยี CPO และทำการสาธิตผลิตภัณฑ์ CPO ใน OFC ในปีนี้โดยแสดงการสะสมเทคโนโลยี CPO และการประยุกต์ใช้กับมัลติเพล็กเซอร์/demultiplexer แบบบูรณาการมากขึ้น Cisco กล่าวว่าจะดำเนินการปรับใช้ CPO ในสวิตช์ 51.2TB ตามด้วยการใช้งานขนาดใหญ่ในวงจรสวิตช์ 102.4TB
Intel ได้เปิดตัวสวิตช์ที่ใช้ CPO มานานและในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา Intel ได้ทำงานกับ Ayar Labs อย่างต่อเนื่องเพื่อสำรวจการเชื่อมต่อสัญญาณแบนด์วิดท์ที่สูงขึ้นร่วมกันอย่างต่อเนื่อง
แม้ว่าโมดูลที่สามารถเสียบได้ยังคงเป็นตัวเลือกแรก แต่การปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวมที่ CPO สามารถนำมาได้นั้นดึงดูดผู้ผลิตมากขึ้นเรื่อย ๆ ตามที่ LightCounting การจัดส่ง CPO จะเริ่มเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญจาก 800 กรัมและ 1.6T พอร์ตเริ่มต้นที่จะวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ตั้งแต่ปี 2024 ถึง 2025 และสร้างปริมาณขนาดใหญ่จากปี 2026 ถึง 2027 ในเวลาเดียวกัน CIR คาดว่ารายได้จากตลาด
เมื่อต้นปีที่ผ่านมา TSMC ประกาศว่าจะเข้าร่วมกับ Broadcom, Nvidia และลูกค้ารายใหญ่อื่น ๆ เพื่อร่วมกันพัฒนาเทคโนโลยี Silicon Photonics, ส่วนประกอบออปติคัลบรรจุภัณฑ์ทั่วไป CPO และผลิตภัณฑ์ใหม่อื่น ๆ เทคโนโลยีกระบวนการตั้งแต่ 45nm ถึง 7nm และกล่าวว่าครึ่งปีหลังที่เร็วที่สุดในปีหน้า
ในฐานะที่เป็นสาขาเทคโนโลยีสหวิทยาการที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์โทนิควงจรรวมบรรจุภัณฑ์การสร้างแบบจำลองและการจำลองเทคโนโลยี CPO สะท้อนให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากการหลอมรวมของออพโตอิเล็กทรอนิกส์และการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับการส่งข้อมูลนั้นถูกโค่นล้มอย่างไม่ต้องสงสัย แม้ว่าการประยุกต์ใช้ CPO อาจเห็นได้ในศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่เป็นเวลานานด้วยการขยายตัวของพลังการคำนวณขนาดใหญ่และข้อกำหนดแบนด์วิดธ์สูงเพิ่มเติมเทคโนโลยี CPO Photoelectric Co-Seal ได้กลายเป็นสนามรบใหม่
จะเห็นได้ว่าผู้ผลิตที่ทำงานใน CPO โดยทั่วไปเชื่อว่าปี 2025 จะเป็นโหนดสำคัญซึ่งเป็นโหนดที่มีอัตราแลกเปลี่ยน 102.4Tbps และข้อเสียของโมดูลที่สามารถเพิ่มได้จะถูกขยายเพิ่มเติม แม้ว่าแอพพลิเคชั่น CPO อาจมาช้า แต่การบรรจุภัณฑ์ร่วม Opto-Electronic นั้นไม่ต้องสงสัยเลยว่าเป็นวิธีเดียวที่จะได้รับความเร็วสูงแบนด์วิดท์สูงและเครือข่ายพลังงานต่ำ
เวลาโพสต์: เม.ย. 02-2024